Внутренняя баллистика



ВНУТРЕННЯЯ БАЛЛИСТИКА ракетного двигателя твёрдого топлива — прикладная научная дисциплина, изучающая газодинамические процессы, протекающие в камере РДТТ; является теоретической основой проектирования РДТТ. Внутрибаллистический расчёт позволяет определить необходимую геометрию заряда, площадь горящей поверхности и т. д., а также характер их изменения во времени для обеспечения заданной тяги. С точки зрения внутренней баллистики процессы в РДТТ разделяются на квазистационарные и переходные. Квазистационарные соответствуют установившемуся режиму работы РДТТ, когда давление в камере и тяга изменяются во времени медленно или остаются постоянными. Переходные процессы соответствуют запуску, выключению и другим режимам, связанным с резким изменением указанных параметров.

Основное уравнение внутренней баллистики является выражением закона сохранения массы и определяется для случая квазистационарного режима как равенство расхода продуктов сгорания через сопло их притоку от горящей поверхности заряда: ρ·u·S = рк·F*/β, где ρ — плотность твёрдого топлива, u — скорость горения топлива, S — поверхность горения, рк — давление в камере сгорания, F* — площадь минимального сечения сопла, β — расходный комплекс. В простейших случаях (например, для зарядов торцевого горения или РДТТ с малым коэффициентом объёмного заполнения) приход массы продуктов сгорания с разных участков поверхности горения заряда практически одинаков, а параметр u зависит лишь от рк и температуры заряда. Для большинства применяемых топлив наблюдается степенной закон зависимости u от рк. В частности, при рк = 4-7 МПа параметр u составляет для медленно горящих топлив 2-6 мм/с, для топлив со средней скоростью горения (применяемых в крупных РДТТ) — 6-15 мм/с, для быстро горящих — 30-60 мм/с; соответствующие значения степенного показателя составляют 0,2-0,9; 0,2-0,4; 0,6-0,7. При изменении температуры заряда на 10 К скорость горения изменяется в среднем на 2-5%. При расчёте космических РДТТ, характеризующихся высокими значениями коэффициента массового совершенства и коэффициента объёмного заполнения, необходимо учитывать также влияние на параметр и скорости потока, деформаций заряда и перегрузок, учитывать изменение давления вдоль заряда, переменную температуру топлива, химические реакции в продуктах сгорания и т. д.

При расчёте переходных процессов необходимо учитывать зависимость u от мгновенных значений рк и скорости его изменения, изменение температуры и состава продуктов сгорания, массу продуктов сгорания воспламенителя, скорость распространения пламени по поверхности заряда при запуске РДТТ, скорость открытия отверстий в корпусе РДТТ при выключении двигателя и т. д. Важная задача внутренней баллистики — установление разброса характеристик РДТТ и поиск путей его уменьшения. Анализ результатов испытаний РДТТ позволяет повысить точность последующих расчётов.
 
Источник: Космонавтика: Энциклопедия / Гл. ред. В. П. Глушко…




Оставьте свой комментарий

Вы должны быть авторизованы чтобы оставлять комментарии.

Рейтинг@Mail.ru